Name: שימוש במערכת מעקב תלת מימד אוטומטית לתיעוד פרטים ושל דגי זברה בוגרים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-05T16:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 3 s
Description: למד מערכת מעקב תלת מימדית לדגי זברה המשתמשת באלגוריתמים מתקדמים לשחזור מסלולים ותיקון שבירת אור. שיטה זו מאפשרת ניתוח מדויק של התנהגות חברתית וחללית ב-Danio rerio.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

למחברים אין אישורים.

<ol><li>Brennan, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+behavioural+assays+of+translational+relevance+for+the+study+of+psychiatric+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Zebrafish behavioural assays of translational relevance for the study of psychiatric disease.</a> Rev. Neurosci. 22, 37-48 (2011).</li>
<li>Kabashi, E., Brustein, E., Champagne, N., Drapeau, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zebrafish+models+for+the+functional+genomics+of+neurogenetic+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Biochim.+Biophys.+Acta%22%5BJournal%5D)">Zebrafish models for the functional genomics of neurogenetic disorders.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1812, 335-345 (2011).</li>
<li>McCollum, C. W., Ducharme, N. A., Bondesson, M., Gustafsson, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developmental+toxicity+screening+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Birth.+Defects.+Res.+C.+Embryo+Today%22%5BJournal%5D)">Developmental toxicity screening in zebrafish.</a> Birth. Defects. Res. C. Embryo Today. 93, 67-114 (2011).</li>
<li>Kurta, A., Palestis, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+ethanol+on+the+shoaling+behavior+of+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Dose-Response%22%5BJournal%5D)">Effects of ethanol on the shoaling behavior of zebrafish (Danio rerio).</a> Dose-Response. 8, 527-533 (2010).</li>
<li>Sison, M., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+performance+altering+effects+of+MK-801+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Behavioral performance altering effects of MK-801 in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain Res. 220, 331-337 (2011).</li>
<li>Delcourt, J., Denoël, M., Ylieff, M., Poncin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Video+multitracking+of+fish+behaviour%3A+a+synthesis+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Fish+Fish%22%5BJournal%5D)">Video multitracking of fish behaviour: a synthesis and future perspectives.</a> Fish Fish. 14, 186-204 (2013).</li>
<li>Zhu, L., Weng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catadioptric+stereo-vision+system+for+the+real-time+monitoring+of+3D+behavior+in+aquatic+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">Catadioptric stereo-vision system for the real-time monitoring of 3D behavior in aquatic animals.</a> Physiol. Behav. 91, 106-119 (2007).</li>
<li>System for 3D monitoring and analysis of motion behavior of targets. US patent. , 8306260 (2012).</li>
<li>Cachat, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+neurophenotyping+of+adult+zebrafish+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional neurophenotyping of adult zebrafish behavior.</a> PLoS ONE. 6, e17597(2011).</li>
<li>Maaswinkel, H., Zhu, L., Weng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+immediate+and+the+delayed+effects+of+buspirone+on+zebrafish+%28Danio+rerio%29+in+an+open+field+test%3A+a+3-D+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The immediate and the delayed effects of buspirone on zebrafish (Danio rerio) in an open field test: a 3-D approach.</a> Behav. Brain Res. 234, 365-374 (2012).</li>
<li>Maaswinkel, H., Le, X., He, L., Zhu, L., Weng, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociating+the+effects+of+habituation%2C+black+walls%2C+buspirone+and+ethanol+on+anxiety-like+behavioral+responses+in+shoaling+zebrafish.+A+3D+approach+to+social+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">Dissociating the effects of habituation, black walls, buspirone and ethanol on anxiety-like behavioral responses in shoaling zebrafish. A 3D approach to social behavior.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 108, 16-27 (2013).</li>
<li>Maaswinkel, H., Zhu, L., Weng, W. The advantages of a 3D-automatic recording system for the study of shoaling behavior in zebrafish. 10th International Conference Zebrafish Development and Genetics, Madison, , (2012).</li>
<li>Maaswinkel, H., Zhu, L., Weng, W. An automatic recording system to quantify antagonistic interactions between zebrafish. Abstract. 10th International Conference Zebrafish Development and Genetics, Madison, , (2012).</li>
<li>Spence, R., Gerlach, G., Lawrence, C., Smith, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+behaviour+and+ecology+of+the+zebrafish%2C+Danio+rerio%5BTitle%5D)+AND+%22Biol.+Rev.+Camb.+Phil.+Soc%22%5BJournal%5D)">The behaviour and ecology of the zebrafish, Danio rerio.</a> Biol. Rev. Camb. Phil. Soc. 83, 13-34 (2008).</li>
<li>Krause, J., Hartmann, N., Pritchard, V. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+nutritional+state+on+shoal+choice+in+zebrafish%2C+Danio+rerio%5BTitle%5D)+AND+%22Anim.+Behav%22%5BJournal%5D)">The influence of nutritional state on shoal choice in zebrafish, Danio rerio.</a> Anim. Behav. 57, 771-775 (1999).</li>
<li>Speedie, N., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alarm+substance+induced+behavioral+responses+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Alarm substance induced behavioral responses in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain Res. 188, 168-177 (2008).</li>
<li>Gebauer, D. L., Pagnussat, N., Piato, A. L., Schaeffer, I. C., Bonan, C. D., Lara, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+anxiolytics+in+zebrafish%3A+similarities+and+differences+between+benzodiazepines%2C+buspirone+and%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Effects of anxiolytics in zebrafish: similarities and differences between benzodiazepines, buspirone and.</a> 99, 480-486 (2011).</li>
<li>Paull, G. C., Filby, A. L., Giddins, H. G., Coe, T. S., Hamilton, P. B., Tyler, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dominance+hierarchies+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29+and+their+relationship+with+reproductive+success%5BTitle%5D)+AND+%22Zebrafish%22%5BJournal%5D)">Dominance hierarchies in zebrafish (Danio rerio) and their relationship with reproductive success.</a> Zebrafish. 7, 109-117 (2010).</li>
<li>Engeszer, R. E., Ryan, M. J., Parichy, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learned+social+preference+in+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Learned social preference in zebrafish.</a> Curr. Biol. 14, 881-884 (2004).</li>
<li>Mathur, P., Guo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+zebrafish+as+a+model+to+understand+mechanisms+of+addiction+and+complex+neurobehavioral+phenotypes%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Use of zebrafish as a model to understand mechanisms of addiction and complex neurobehavioral phenotypes.</a> Neurobiol. Dis. 40, 66-72 (2010).</li>
<li>Tropepe, V., Sive, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+zebrafish+be+used+as+a+model+to+study+the+neurodevelopmental+causes+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Can zebrafish be used as a model to study the neurodevelopmental causes of autism.</a> Genes Brain Behav. 2, 268-281 (2003).</li>
<li>Echevarria, D. J., Hammack, C. M., Pratt, D. W., Hosemann, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+behavioral+test+battery+to+assess+global+drug+effects+using+zebrafish%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Comp.+Psychol%22%5BJournal%5D)">A novel behavioral test battery to assess global drug effects using zebrafish.</a> Int. J. Comp. Psychol. 21, 19-34 (2008).</li>
<li>Seibt, K. J., Piato, A. L., Luz Oliveira, da, Capiotti, R., Vianna, K. M., R, M., Bonan, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antipsychotic+drugs+reverse+MK-801+induced+cognitive+and+social+interaction+deficits+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Antipsychotic drugs reverse MK-801 induced cognitive and social interaction deficits in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain. Res. 224, 135-139 (2011).</li>
<li>Zou, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+dose+MK-801+reduces+social+investigation+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">Low dose MK-801 reduces social investigation in mice.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 90, 753-757 (2008).</li>
<li>Ng, M. C., Hsu, C. P., Wu, Y. J., Wu, S. Y., Yang, Y. L., Lu, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+MK-801-induced+impairment+of+inhibitory+avoidance+learning+in+zebrafish+via+inactivation+of+extracellular+signal-regulated+kinase+%28ERK%29+in+telencephalon%5BTitle%5D)+AND+%22Fish+Physiol.+Biochem%22%5BJournal%5D)">Effect of MK-801-induced impairment of inhibitory avoidance learning in zebrafish via inactivation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) in telencephalon.</a> Fish Physiol. Biochem. 38, 1099-1106 (2012).</li>
<li>Sison, M., Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Associative+learning+performance+is+impaired+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29+by+the+NMDA-R+antagonist+MK-801%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Associative learning performance is impaired in zebrafish (Danio rerio) by the NMDA-R antagonist MK-801.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 96, 230-237 (2011).</li>
<li>Swain, H. A., Sigstad, C., Scalzo, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+dizocilpine+%28MK-801%29+on+circling+behavior%2C+swimming+activity%2C+and+place+preference+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotox.+Teratol%22%5BJournal%5D)">Effects of dizocilpine (MK-801) on circling behavior, swimming activity, and place preference in zebrafish (Danio rerio).</a> Neurotox. Teratol. 26, 725-729 (2004).</li>
<li>Vezzani, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+MK-801+and+its+effect+on+quinolinic+acid-induced+seizures+and+neurotoxicity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacol.+Exp.+Ther%22%5BJournal%5D)">Kinetics of MK-801 and its effect on quinolinic acid-induced seizures and neurotoxicity in rats.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 249, 278-283 (1989).</li>
<li>Green, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+high-throughput+neurophenotyping+of+zebrafish+social+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated high-throughput neurophenotyping of zebrafish social behavior.</a> J. Neurosci. Methods. 210, 266-271 (2012).</li>
<li>Rung, J. P., Carlsson, A., Rydén Markinhuhta, K., Carlsson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((+%28%2B%29-MK-801+induced+social+withdrawal+in+rats%3B+a+model+for+negative+symptoms+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Neuro-psychopharmacol.+Biol.+Psych%22%5BJournal%5D)"> (+)-MK-801 induced social withdrawal in rats; a model for negative symptoms of schizophrenia.</a> Prog. Neuro-psychopharmacol. Biol. Psych. 29, 827-832 (2005).</li>
<li>Gururajan, A., Taylor, D. A., Malone, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cannabidiol+and+clozapine+reverse+MK-801-induced+deficits+in+social+interaction+and+hyperactivity+in+Sprague-Dawley+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Psychopharmacol%22%5BJournal%5D)">Cannabidiol and clozapine reverse MK-801-induced deficits in social interaction and hyperactivity in Sprague-Dawley rats.</a> J. Psychopharmacol. 226, 1317-1332 (2012).</li>
<li>Burket, J. A., Cannon, W. R., Jacome, L. F., Deutsch, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MK-801%2C+a+noncompetitive+NMDA+receptor+antagonist%2C+elicits+circling+behavior+in+the+genetically+inbred+Balb%2Fc+mouse+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">MK-801, a noncompetitive NMDA receptor antagonist, elicits circling behavior in the genetically inbred Balb/c mouse strain.</a> Brain Res. Bull. 83, 337-339 (2010).</li>
<li>Saunders, J. A., Gandal, M. J., Roberts, T. P., Siegel, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NMDA+antagonist+MK801+recreates+auditory+electrophysiology+disruption+present+in+autism+and+other+neurodevelopmental+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">NMDA antagonist MK801 recreates auditory electrophysiology disruption present in autism and other neurodevelopmental disorders.</a> Behav. Brain Res. 234, 233-237 (2012).</li>
<li>Brosda, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacological+and+parametrical+investigation+of+prepulse+inhibition+of+startle+and+prepulse+elicited+reactions+in+Wistar+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol.+Biochem.+Behav%22%5BJournal%5D)">Pharmacological and parametrical investigation of prepulse inhibition of startle and prepulse elicited reactions in Wistar rats.</a> Pharmacol. Biochem. Behav. 99, 22-28 (2011).</li>
<li>Wong, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analyzing+habituation+responses+to+novelty+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Analyzing habituation responses to novelty in zebrafish (Danio rerio).</a> Behav. Brain Res. 208, 450-457 (2010).</li>
<li>Maximino, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parametric+analyses+of+anxiety+in+zebrafish+scototaxis%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Parametric analyses of anxiety in zebrafish scototaxis.</a> Behav. Brain Res. 210, 1-7 (2010).</li>
<li>Blaser, R. E., Rosemberg, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measures+of+anxiety+in+zebrafish+%28Danio+rerio%29%3A+dissociation+of+black%2Fwhite+preference+and+novel+tank+test%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Measures of anxiety in zebrafish (Danio rerio): dissociation of black/white preference and novel tank test.</a> PloS One. 7, e36931(2012).</li>
</ol>

Hans Maaswinkel, Liqun Zhu ו-Wei Weng הם עובדים של xyZfish, Ronkonkoma NY, המייצרת את מערכת המעקב המשמשת במאמר זה.

הליך הניסוי המוצג כאן מאפשר תיעוד של דגי זברה בודדים, זוגות של דגי זברה (למשל כדי לחקור הזדווגות או תוקפנות) ולהקות של דגי זברה (כפי שמוצג בדוגמה המייצגת). המערכת מתאימה במיוחד להשגת מידע בו-זמנית על התפלגות תלת-ממדית (אנכית ואופקית), מאפיינים קינמטיים (למשל מהירות, תאוצה, זווית סיבוב) ופרמטרים חברתיים (למשל לכידות חברתית). בהמשך נפרט כמה נושאים חשובים שיש לקחת בחשבון בעת תכנון ניסויים.
בהתאם לנוהל הניסוי, ניתן לחקור מערכות התנהגות שונות. לדוגמה, כדי לחקור ניאופוביה (כלומר פחד מסביבות חדשות) יש להתחיל את ההקלטה מיד לאחר הכנסת דג הזברה למיכל התצפית (לאחר המתנה של כמה שניות בלבד עד שהמים ישקעו כדי להפחית את הרעש), ללא התרגלות מוקדמת11,17,37. מצד שני, נושאי מחקר מסוימים עשויים לדרוש מדג הזברה להיות רגיל היטב, למשל כאשר חוקרים את ההשפעות של פרומוני אזעקה16. כאשר חוקרים קבוצות של דגי זברה, הנסיין צריך להיות מודע לכך שלמרות שהתוכנה ממזערת את החלפת התגים, כרגע לא ניתן לעקוב אחר דג זברה בודד לאורך כל הדרך. זה גם לא חשוב למחקרי shoaling שבהם הדגש הוא על לכידות חברתית, אבל יהיה חיוני כאשר חוקרים תוקפנות או הזדווגות. הקצאה מחדש ידנית של תגים היא אפשרות, אך עשויה לגזול זמן רב.
לצבע דפנות מיכל התצפית ותא התצפית יכולה להיות השפעה רבה על התנהגות דג הזברה. לדוגמה, קירות לבנים תוארו כגורמים לתגובות סלידה36, 37. כאשר מנסים צבעים שונים, זכור שני דברים: 1) חשוב שהקיר הקדמי (כלומר הקיר הקרוב ביותר למצלמה) יישאר שקוף ושמכסה (אם משתמשים בו) צריך להיות שקוף; 2) בעת בחירת צבע שמעולם לא נעשה בו שימוש בעבר, קבע תחילה אם הניגודיות בין דג הזברה לרקע מתאימה להקלטה. בצע ריצת מבחן. שינוי הגדרות המצלמה להקלטה (הגברה, תריס, אדום וכחול, כפי שהוסבר בשלבים 2.5 ו-2.6) וההגדרות לשחזור מסלול (למשל סף צבע וגודל, כפי שהוסבר בשלבים 3.3, 3.5, 3.11 ו-3.12) יכול לעשות הבדל גדול. שוב, ניסיון עם המערכת יעזור מאוד להחליט מה אפשרי.
בהתאם למטרת הניסוי, מקור אור בעל מאפיינים שונים (למשל ספקטרום, עוצמה) עשוי להיות רצוי. ניתן להחליף את פסי הלד בקלות. ודא שהאור מגיע לכל חלק במיכל.
אם הניסוי דורש שדג הזברה יישאר במיכל התצפית למשך מספר שעות, הקפד לספק אוורור. ניתן לחבר צינור אוויר לפינה הימנית האחורית באמצעות קליפ. בדוק על מסך המחשב שהקליפ אינו מפריע להקלטה, כלומר שדג הזברה אינו נסתר בשום שלב מהעין. באיורים 2A ו-2B ניתן לראות את הקליפ השחור בתצוגה העליונה. באופן אידיאלי, יש לספק אוורור לפני או בין הקלטות, אך לא במהלך ההקלטה כדי למנוע רעש. שימו לב גם שהפעלה או כיבוי של אוורור חזק עלול להבהיל את דג הזברה.
אם הניסוי דורש שמירת דג הזברה במיכל למשך הלילה, כדאי לכסות את תא התצפית במכסה שקוף כדי למנוע מדגי הזברה לקפוץ החוצה (וזו תופעה שכיחה מאוד). אם הכיסוי לא מוסר לפני ההקלטה (כדי לא להפריע לדג הזברה), שקול את שתי הנקודות הבאות: 1) ודא שתמונות המראה של מקורות האור אינן חוסמות את ההקלטה (למשל על ידי הזזת מקורות האור או על ידי בחירת מכסה שמחזיר אור באופן מינימלי בלבד); 2) קחו בחשבון שהמכסה עלול להיות מעורפל בשימוש בלילה, במיוחד מכיוון שבמקרה זה יש לספק גם אוורור; אחת הדרכים להפחית זאת היא לבחור מכסה עם חורים קטנים בתוכו.
עבור ניסויים מסוימים ייתכן שיהיה חיוני לקבוע את ההתנהגות הבסיסית של דג הזברה לפני מתן תרופה. במקרה זה, ניתן להוסיף את התרופה בין הפגישות באמצעות צינור (בדומה לצינור האוורור שנדון לעיל).
למרות שההתמקדות כאן הייתה בתיעוד דג הזברה (Danio rerio), ניתן כמובן לתעד גם מיני דגים אחרים במערכת. הוא שימש לחקר התנהגויות של דגי זהב (צעירים) (Carassius auratus), דוקרני טיגריס (Barbus tetrazona) וזנב חרב ירוק (Xiphophorus helleri).
לבסוף, יש לציין כי ממדים אחרים של מיכלי התצפית אפשריים בעיקר. עם זאת, זה ידרוש הגדרה מחדש של המערכת ומציאת איזון טוב בין רזולוציה מרחבית וזמנית בעת שימוש במיכלי תצפית גדולים בהרבה. יתר על כן, צורת המיכל צריכה להיות קובייה. מספר דגי הזברה או נבדקים ניסויים אחרים הוא בלתי מוגבל תיאורטית; עם זאת, החלפת תגים גדלה עם מספר הנושאים.

דג הזברה הפך למודל חשוב למחקר ביולוגי ופרמקולוגי1-3. מעקב אחר דפוסי התנועה והתפוצה המרחבית של דג זברה בודד ושל דגי זברה הוא לא יסולא בפז. מחקרים ישנים יותר מיישמים כימות ידני על סמך תמונות מוקלטות4. כעת, מערכות מעקב וידאו אוטומטיות דו-ממדיות נמצאות בשימוש נפוץ5. עם זאת, מכיוון שדגי הזברה ובעלי חיים ימיים ולא מימיים רבים אחרים נעים במרחב תלת מימדי, העניין במערכות תלת מימד הולך וגדל6. מערכת התלת מימד המתוארת פורסמה לראשונה בשנת 20077. לפרטים טכניים והשוואות למערכות אחרות ראה8. היתרון הבסיסי של מערכת זו בהשוואה למערכות אחרות הוא שהיא רוכשת שתי (אופציונלי שלוש) תצוגות סינכרוניות ועצמאיות באמצעות מערכת שיקוף ומשתמשת בפרוטוקול כיול דו-שלבי. בשלב הראשון מכוילת הגיאומטריה התלת מימדית של מערכת הסטריאו (שנוצרה על ידי המצלמה והמראות). בשלב השני מתוקנות השגיאות הלא ליניאריות שהוצגו על ידי שבירת האור. כאשר חוקרים בעלי חיים ימיים, ההשפעה של שבירת האור יכולה להיות ניכרת כאשר היא לא מתוקנת. מערכות אחרות שפורסמו עד כה (אפילו פיתוחים חדשים יותר9) משמיטות את הליך הכיול הדו-שלבי. לפרטים טכניים על זיהוי אובייקטים, חסימה עם מעקב אחר אובייקטים מרובים, רעש ג'יגינג וכו'. הקורא מופנה לפרסומים המקוריים8,9. המערכת אומתה לחקר תגובות התנהגותיות דמויות חרדה10,11,8,11,12, ובמחקר ראשוני, להתנהגות אנטגוניסטית בדגי זברה13. הוא נבדק גם עבור מיני דגים אחרים (דג זהב8, זנב חרב, דוקרני נמר) ועבור עכברים9.
להלן מתוארים הפרוטוקולים לכיול ולשימוש במערכת ותוצאות ניסוי הבודק את ההשפעות של האנטגוניסט הלא תחרותי לקולטן NMDA MK-801 על דג זברה רדוד מוצגות כדוגמה מייצגת להדגמת סוג הנתונים שניתן להשיג עם המערכת.
הן בסביבה הטבעית והן באקווריומים, דג הזברה שוחה בדרך כלל במיםרדודים 14. נראה כי העדפות ה-Shoaling תלויות במספר גורמים, כגון גידול, מין וזמינות מזון14,15. מעניין שהמרחק בין דג זברה בודד במים רדודים הופך קטן יותר כאשר קיימים אותות של סכנה פוטנציאלית, כגון פרומוני אזעקה16 או חידוש11. לכן פרדיגמת ה-shoaling משמשת גם לבדיקת תרופות נוגדות חרדה17. היררכיות דומיננטיות18 ולמידה חברתית19 הן היבט מרתק של התנהגות דג הזברה. בגלל האופי ההתנהגותי החברתי המפותח שלו, דג הזברה הפך גם לעניין עבור מחקר אוטיזם20,21.
MK-801 דווח כמשנה התנהגות חברתית בדג הזברה5,22,23, מה שמזכיר את השפעותיו על יונקים24. עם זאת, ל-MK-801 יש גם השפעות רבות אחרות על התנהגויות אחרות (כגון התנהגות שחייה, הימנעות מעכבת והעדפת מקום25-27). לכן זה קריטי, בניסויים ראשוניים, להשיג כמה שיותר מידע מתצפיות בסיסיות. זה יספק את הבסיס לתכנון ניסויים ממוקדים יותר.
סקר של מכשיר ההקלטה והתוכנה
בתצורתו הנוכחית, מיכל התצפית (25 ס"מ x 25 ס"מ x 18 ס"מ, אורך x רוחב x גובה), המחזיק את דג הזברה, ממוקם בתא התצפית (91 ס"מ x 46 ס"מ x 56 ס"מ, אורך x רוחב x גובה). החדר מכיל גם מצלמה, מראה התלויה בזווית של כ->45 מעלות מעל המיכל, ופסי תאורת LED. איור 1 מציג תרשים פשוט. המצלמה מתעדת הן את המבט הקדמי והן את המבט העליון (מראה) כדי לבנות את המסלולים התלת-ממדיים של דג הזברה על ידי קביעת קואורדינטות ה-x, y וה-z שלו. למטרות התמצאות, וקטורי הקואורדינטות מוצגים בפינה השמאלית הקדמית של מיכל התצפית (מיקום ביחס למצלמה), התואם את הווקטורים המוצגים בתצוגות התלת מימד (למשל איור 15) שנוצרו על ידי מודול שחזור הנתיב (ראה בהמשך). קצב הדגימה תלוי במצלמה ובמחשב. בניסויים שלנו זה בערך 40 פריימים לשנייה (fps). הרזולוציה המרחבית של המסגרות המוקלטות היא 640 x 480 פיקסלים (תצורה זו נבחרה כאיזון אופטימלי בין רזולוציה מרחבית לזמנית). נדרש Windows XP ומעלה.
לפני ההקלטה הראשונה, יש לכייל את המערכת כדי לקבוע את מיקומי דפנות המיכל ופני המים, לקבוע את גורם קנה המידה של המסגרות המוקלטות ולהתאים את השגיאה הגדולה שנוצרת משבירת האור בעת מעבר ממים לאוויר. באופן עקרוני, יש לבצע כיול רק במהלך ההתקנה הראשונית ולאחר הזזה או החלפה של חלקים מההגדרה, כגון מצלמה או מראה. עם זאת, כדאי לבדוק מעת לעת אם הכיול עדיין תקין ולכייל מחדש, במידת הצורך.
התוכנה מורכבת משלושה מודולים. מודול ההקלטות מתעד את המסגרות (שתי דוגמאות למסגרות מוצגות באיור 2). מודול המסלול משחזר את הנתיבים עבור כל דג זברה. מודול עיבוד הנתונים מחשב מגוון של פרמטרים קינמטיים ומרחביים סטנדרטיים. לצורך ניתוח נוסף, ניתן לייבא את הנתונים לגיליון אלקטרוני או לתוכנה סטטיסטית.

<table><tbody><tr><td>חומרת מעקב AABT-3D</td><td>xyZfish</td><td>AABT II</td><td>כולל מצלמה, כרטיס מסך, תא תצפית עם מראה ותאורה</td></tr><tr><td>ציוד כיול AABT-3D</td><td>calib</td><td>xyZfish</td><td>מכיל לוח כיול ומראה צד</td></tr><tr><td>AABT-3D מיכלי תצפית</td><td>קוביות</td> <td>xyZfish</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>תוכנת מעקב AABT-3D</td><td>xyZfish</td><td>v.1.0</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מחשב</td><td>אופציונלי</td><td>Windows</td><td>XP ומעלה</td></tr><tr><td>(+)-MK-801 מימן מלאט</td><td>Sigma</td><td>M107</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>משאבת אוויר</td><td>פיוז'ן</td><td>500</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>צינורות קו אוויר 3/16 אינץ'</td><td>לי' s מוצרי אקווריום וחיות מחמד</td><td>14508</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>קליפים קלסר בינוניים</td><td>OfficeDepot</td><td>561339</td><td>לחיבור חברת תעופה למיכל תצפית</td></tr></tbody></table>

שימוש במערכת מעקב תלת מימד אוטומטית לתיעוד פרטים ושל דגי זברה בוגרים

Using an Automated 3D-tracking System to Record Individual and Shoals of Adult Zebrafish

כמו חיות ימיות רבות, דג הזברה (Danio rerio) נע במרחב תלת-ממדי. לכן עדיף להשתמש במערכת הקלטה תלת מימדית כדי ללמוד את התנהגותו. מערכת מעקב הווידאו האוטומטית המוצגת משיגה זאת על ידי שימוש במערכת מראה והליך כיול המתקן את השגיאה הניכרת שנוצרה על ידי מעבר האור ממים לאוויר. בעזרת מערכת זו ניתן להקליט גם יחידים וגם קבוצות של דגי זברה בוגרים. לפני השימוש יש לכייל את המערכת. המערכת מורכבת משלושה מודולים: הקלטה, שחזור נתיב ועיבוד נתונים. מוצגים הפרוטוקולים שלב אחר שלב לכיול ושימוש בשלושת המודולים. בהתאם למערך הניסוי, המערכת יכולה לשמש לבדיקת ניאופוביה, סלידה לבנה, לכידות חברתית, ליקויים מוטוריים, חקר אובייקטים חדשים וכו'. זה מבטיח במיוחד ככלי צעד ראשון לחקר ההשפעות של תרופות או מוטציות על דפוסי התנהגות בסיסיים. המערכת מספקת מידע על התפלגות אנכית ואופקית של דג הזברה, על מרכיבי xyz של פרמטרים קינמטיים (כגון תנועה, מהירות, תאוצה וזווית סיבוב) והיא מספקת את הנתונים הדרושים לחישוב פרמטרים ללכידות חברתית בעת בדיקת מים רדודים.

מתואר השימוש במערכת וידאו אוטומטית תלת מימדית שיכולה לעקוב אחר יחידים וקבוצות של דגי זברה. כדוגמה ליישום אנו בוחנים את ההשפעות של אנטגוניסט הקולטן NMDA MK-801 על דגי זברה.

Like many aquatic animals, zebrafish (Danio rerio) moves in a 3D space. It is thus preferable to use a 3D recording system to study its behavior. The ...

המטרה הכללית של הליך זה היא לחקור את דפוסי התנועה התלת-ממדיים של דגי זברה או בעלי חיים מימיים אחרים, ולנתח את המאפיינים הקינמטיים, המרחביים והחברתיים שלהם. דבר זה מאפשר זיהוי של התנהגויות משתנות עקב מוטציות גנטיות או גורמים כימיים וסביבתיים. זאת מבצעים תחילה על ידי כיול המערכת, אשר מתקן גם את עיוות התמונה המשמעותי הנוצר כתוצאה משבירה.השלב השני הוא הקלטת פריימים של וידאו ברזולוציה זמנית גבוהה יחסית משתי זוויות שונות לפחות בו-זמנית. לאחר מכן, התוכנה משחזרת את מסלולי התנועה של הדגים. אלגוריתמים מתקדמים מיושמים כדי להפחית את השפעת הרעש ולהסיק את מיקומו של דג כאשר מתרחשת הסתרה או התקבצות.השלב הסופי הוא לנתח את הנתונים ולבצע ניתוח סטטיסטי עבור תאוצת המהירות, זווית הפנייה, התפלגות אופקית ואנכית בתוך מיכל התצפית, מרחקים בין פרטים ופרמטרים אחרים בעלי עניין. בסופו של דבר, מעקב תלת-ממדי מכויל במהירות גבוהה הוא שימושי לחקר גירעונות התנהגותיים בדגי זברה מוטסים ולהשפעות של תרופות על מערכות התנהגותיות מגוונות. לצורך גילוי תרופות, יתרון אחד של המערכת הוא שהיא מאפשרת לחקור את התנהגות הדגים בתלת-ממד.דבר זה חשוב מכיוון שדגים נעים באופן טבעי בשלושה ממדים, וכאשר מקליטים מספר דגים בו-זמנית, הקלטה בדו-ממד עלולה להטעות מאוד בבדיקת התצורות המרחביות של הקבוצה. יתרון נוסף של המערכת הוא שהיא מתקנת שבירה של אור, אשר אם לא תתוקן, עלולה להוביל לשגיאות מדידה משמעותיות בתצורתה הנוכחית. מיכל התצפית המכיל את דגי הזברה ממוקם בתא התצפית.התא כולל גם מצלמה, מראה, התלויה בזווית של כ-45 מעלות מעל המכל, וסרגלי תאורת LED. לפני ההקלטה, יש לכייל את המערכת כדי לקבוע את מיקומי דפנות המכל ופני המים ואת מקדם קנה המידה של הפריימים המוקלטים, וכן לתקן את השגיאה הנובעת משבירה של האור בעבורו מהמים לאוויר. לאחר השלמת הכיול, יש לבצע הרצה ניסיונית עם דג דמי.יש לבצע כיול מחדש אם מיקומי המראה או המצלמה אינם מדויקים או אם קיימות בעיות במעקב. כדי להתחיל סשן הקלטה, הניחו את כלי התצפית הממולא במים עד לסימונים בתוך תא התצפית. יש להכניס את רגלי הכלי לחורי היישור.כוון את המכלים כך שהדפנות החצי-שקופות או האטומות יפנו לצד הרחוק ולימין, כפי שנראה מהמצלמה. לאחר מכן, הדלק את התאורה בתא, הכנס את הדגים למכל וסגור את הווילונות. פתח את מודול ההקלטה, ותמונות של המבט הקדמי והעליון של המכל יופיעו על המסך.בתחילה, ייתכן שהתמונה שהתקבלה לא תהיה אידיאלית, ולכן היא עשויה לדרוש התאמה מסוימת כדי להשיג ניגודיות מספקת בין הדג לרקע. כדי להתאים את התמונה, בחרו בבקרת המצלמה (camera control), ולאחר מכן בחלון ההגדרות הכלליות שייפתח, בטלו את סימוני תיבות הבחירה המוצגות כאן, ואז כווננו את המהירות של התריס (shutter) ואת ההגבר (gain) כך שהתמונה לא תהיה חשופה מדי. לאחר מכן, בצד שמאל של חלון בקרת המצלמה, בחרו באיזון לבן (white balance color), ובחלון החדש בטלו את סימון תיבת ה-auto וכוונו את ערכי האדום והכחול כדי להשיג את ניגודיות הצבעים הטובה ביותר הן במבט מהחזית והן במבט מלמעלה.ייתכן שיהיה צורך בביצוע מספר התאמות נוספות לאחר השלמת ההתאמות הראשוניות. מהתפריט הראשי של מודול ההקלטה, בחרו במיקום הנתונים (data location) כדי ליצור או לבחור תיקייה. לכל הקלטה צריכה להיות תיקייה משלה, אשר תהיה תיקיית משנה של תיקיית הניסוי.כעת לחצו על "start recording" והזינו מספר שלם עבור משך ההקלטה בדקות, לאחר מכן לחצו על "okay" ומפגן ההקלטה הניסויי יתחיל. לאחר סיום ההקלטות, העתיקו והדביקו את נתוני מיכלי בעלי החיים ואת תיקיות המשנה של נתוני ההתאמה מתיקיית הכיול לתיקיות שנוצרו קודם לכן במהלך ההקלטה. כדי להתחיל בשחזור המסלול, פתחו את מודול המסלול (trajectory module) בתוכנה. לאחר מכן לחצו על "data location" כדי לבחור את התיקייה שנוצרה באמצעות מודול ההקלטה.בשלב הבא, לחצו על כפתור הגדרות המערכת (system setup) כדי לפתוח תחילה את חלון הפרמטרים, והתאימו את ספי thresholds לצבע במבט מלמעלה ומלמטה. ערך התחלה מומלץ הוא 1000. לאחר מכן, בחרו את ספי thresholds לגודל במבט מלמעלה ומלמטה.גודל התחלתי מומלץ עבור דג זברה בגודל בינוני הוא 10, או השתמשו ב-20 עבור דג גדול וב-5 עבור דג קטן. ככל שספי השמיעה אלו יהיו גבוהים יותר, כך תפחת הסבירות שהתוכנה תזהה רעש. עם זאת, בערך גבוה מדי, ייתכן שהיא לא תצליח לזהות את הדג.ייתכן שיהיה צורך להתאים מחדש את הספים הללו בהמשך הניסוי. עבור סף הגודל העליון, ערך של 3000 הוא בדרך כלל מספיק. ועבור אורך ספציפי, השאירו את ערך ברירת המחדל 220.מספר הדגים מתייחס למספר הדגים במיכל התצפית. מספר הנקודות המקסימלי (Max numb of points) מתייחס למספר הפריימים הכולל; רשמו או זכרו מספר זה ולחצו על Okay. לאחר מכן, בחרו ב-acquire background.בחלון הבא תתבקש למלא שני שדות. לאחר טעינת הרקע, כוון את שלושת התיבות האדומות באמצעות העכבר; התיבות מסמנות את האזורים שבהם התוכנה מחפשת את הדגים. קטן את התיבה השמאלית.מאחר שמבט הצד משמש רק לכיול, לחצו כעת על כפתור תחילת יצירת המסלולים ותהליך שחזור הנתיב יתחיל. באופן אידיאלי, יש להניח את התג על תמונת הדג; אם התג מונח לעיתים קרובות באופן שגוי, פתחו את חלון המידע. כאן אנו רואים מקרה אידיאלי שבו נראים רק קווי המתאר של הדג.במקרה של רעש מוגבר, לחצו על stop בתפריט הראשי ובחרו ספי thresholds של צבע וגודל חדשים. כמו כן, בדקו אם ניתן לצמצם מעט את התיבות האדומות. לדוגמה, בחלק העליון, כדי להוציא רעש הנובע מתנועות מים, עקבו אחר המסלול במסך ה-3D.באמצעות לחיצה ימנית בעזרת העכבר, החוקר יכול לבחור בין סיבוב לבין העתקה של התצורה התלת-ממדית. כדי להתחיל בעיבוד נתונים, פתח את מודול עיבוד הנתונים, בחר ב-project בסרגל הכלים, ולאחר מכן מתוך התפריט הגליל, בחר ב-new והזן שם לניסוי. לאחר מכן, בחר ב-edit project.לאחר מכן, הוסיפו לפרויקט, ולאחר מכן קבוצה חדשה, ומלאו שם עבור הקבוצה הניסויית. כעת בחרו את הקבוצה הניסויית בחלון הימני. שימו לב שסרגל הכלים ישתנה.בחרו ב-edit group, לאחר מכן ב-add to group, ואז ב-new measurements. פעולה זו תפתח חלון דפדפן. בשלב הבא, פתחו את התיקייה שנוצרה במהלך ההקלטה, בחרו את תיקיית המשנה trajectories ולאחר מכן את קובץ ה-point smoothened.בדוגמה המוצגת כאן עבור קבוצה A, נטענו שישה קבצים ועבור קבוצה B ארבעה קבצים. כדי להתחיל בניתוח, בחרו את הקובץ שהוחלק (smoothened) בחלון הימני. לאחר מכן, בחרו בתפריט הנפתח ב-data processing וב-single value endpoints.כדוגמה, בחרו בקיפאוּת למשך זמן מסוים (duration freezing). ייפתח חלון שבו ניתן להגדיר את הקיפוא במונחים של סף מהירות וסף משך זמן, כדי להכיר את התוכנית. נסו דוגמאות אחרות, כגון התפלגות עומק מרחק הנסיעה (travel distance depth distribution), המאפשרת לקבוע את מספר רמות העומק ואת תדירות הפריצה (burst frequency).בעת בחירה באפשרות זו, עיבוד באצווה באמצעות סף ברירת מחדג של כ-200 נקודות קצה יחושב בהקשר זה. ברירת מחדג פירושה שהמפרידים הוגדרו. לדוגמה, כעת התפלגות העומק מחושבת עבור שלושה מפלסי עומק וההתפלגות הזוויתית מחושבת עבור ארבעה חלקים.לאחר יצירת הפרמטרים, ייפתח חלון חדש המבקש את המיקום ואת שם הקובץ שייווצר. אלו יישמרו בפורמט CSV וניתן לייבא אותם לתוכנות אחרות. כאן, איור A מראה פריים לדוגמה טיפוסי עבור ביקורת.דגי זברה, בעוד שתמונה B מראה מסגרת דוגמה טיפית עבור דגי זברה שטופלו ב-MK 801, שניהם הוקלטו במהלך סשן בוקר. שימו לב שדגי הזברה שבקבוצת הביקורת היו קרובים לתחתית וצמודים זה לזה. לעומת זאת, דגי הזברה שקיבלו MK 801 היו קרובים לחלק העליון ושחו במרחק ניכר זה מזה.כאן מוצגים שני מסלולים מייצגים עבור דגי זברה בביקורת ודגי זברה שטופלו ב-10 µM MK 801, עבור מפגש בוקר ומפגש אחר הצהריים. באיור זה מוצגים מרחקים חברתיים ממוצעים עבור קבוצת הביקורת ודגים שטופלו ב-10 µM MK 801 עבור שני המפגשים, וכאן מוצגים צמרי הזמנים של המרחקים הממוצעים בין הפרטים עבור שתי הקבוצות.כאן באיור A, אנו רואים את התהלוּת של דגי הזברה לאורך 10 רמות עומק שוות עבור סשן הבוקר, וב-B, את התהלוּת עבור סשן אחר הצהריים. כאן נראית התהלוּת הזמנית על פני ארבעת האזורים הרדיאליים של הקבוצות הניסיוניות. התמונה המוכנסת מראה את מיקומי האזורים הללו מהמרכז אל הפריפריה, וכאן אנו רואים את התהלוּת הזמנית על פני ארבעת הרביעים של הקבוצות הניסיוניות.התמונה המוכנסת מראה את מיקום הרביעים. קווים כפולים מייצגים קירות לבנים, וקווים בודדים מייצגים קירות שקופים. המצלמה ממוקמת משמאל לתמונה המוכנסת, כלומר קרובה יותר לרביעים אחד וארבעה.כוכביות שחורות מסמנות השוואות בין הקבוצות מהסשן של הבוקר, וכוכביות אפורות מסמנות השוואות בין הקבוצות מהסשנים של אחר הצהריים. לבסוף, רכיבי X, Y, Z של מרחק הנסיעה עבור דג הזברה במהלך סשנים של הבוקר ואחר הצהריים מוצגים כאן. מוצגים ממוצע וטעות תקן של הממוצע.בעת עבודה עם המערכת, זכרו כי איכות הנתונים תלויה אך ורק באיכות ההקלטה, לכן ודאו שהמערכת מכוילת היטב ושהגדרות המצלמה אופטימליות. שאר התהליך הוא פשוט, וזהו רק עניין של הכרות עם השלבים השונים.

using-an-automated-3d-tracking-system-to-record-individual-shoals

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

שימוש במערכת מעקב תלת-ממדית אוטומטית לצורך רישום דגי זברה בוגרים בודדים ובקבוצות

VisioTracker היא מערכת אוטומטית לניתוח הכמותי של ביצועים חזותיים של דגים בוגרים וזחל קטנים המבוססים על ההקלטה של ​​תנועות עיניים. הוא כולל שליטה מלאה על תכונות גירוי חזותיים וניתוח בזמן אמת, המאפשר מחקר תפוקה גבוהה בתחומים כגון פיתוח מערכת ראייה ותפקוד, פרמקולוגיה, מחקרי מעגלים עצביים ואינטגרציה חושית.

VisioTracker, גישה אוטומטית חדשנית לניתוח oculomotor

הסרטון מתאר את ההימנעות ובדיקת thigmotaxis של זחלי דגי זברה. הסרטון בוחן את התנהגותם של זחלי דגי זברה בתגובה לגירוי חזותי מרתיע.

הימנעות מדגי זברה ובדיקת תיגמוטקסיס: שיטה בעלת תפוקה גבוהה לבחינת התנהגות הזחלים בתגובה לגירוי חזותי מרתיע

המעבדה שלנו פיתחה מערכת שהיא שימושית לצורך זיהוי של כמה התנהגויות שונות בזחלי דג הזברה 7 ימים בת הדמיה אוטומטית תפוקה גבוהה רומן. המערכת יכולה לשמש לאיתור שינויים עדינים בהתנהגות לאחר הזחלים שנחשפו לרעלים או תרופות סביבתיים.

ניתוח התנהגות תפוקה גבוהה אוטומטי בזחלי דג הזברה

דג הזברה הם מודל מצוין לחקר תפקוד שרירים ומחלות. במהלך העובר המוקדם דג הזברה מתחיל התכווצויות שרירים קבועות המייצרות התנהגות שחייה קצבית, המשתנה כאשר השריר מופרע. כאן אנו מתארים תגובה מעוררת מגע ובדיקת תנועה לבחינת ביצועי שחייה כמדד לתפקוד השרירים.

באמצעות תגובת מגע עוררת ו תנועת מבחנים להעריך שריר ביצועים ופונקציות של דג זברה

כאן, אנו מציגים לפרוטוקול תכנון, הרכיבו את העובר דג זברה סידור במערך תבנית, ולאחריו נוהל מפורט על השימוש של תבנית כזו עבור תפוקה גבוהה דג זברה סידור במערך העובר לתוך צלחת 96-ובכן.

תלת-ממדי (3D)-להדפיס תבנית עבור תפוקה גבוהה דג זברה העובר סידור במערך

כאן, אנו מציגים שיטות למחקר תפוקה גבוהה של סדרת cavefish מקסיקני התנהגויות, צביעת חיוני של מערכת mechanosensory. שיטות אלה להשתמש בקבצי script התוכנה-החופשית, מחוייט, מתן שיטה מעשית וחסכונית עבור המחקרים של התנהגויות.

מעקב אחר התנהגות והדימות Neuromast של Cavefish מקסיקני

אנו מתארים פרוטוקול התנהגותי תוכנן להעריך כמה האישים של דג זברה להשפיע על תגובתם למים וזרמים שדות מגנטיים חלשים. דגים עם האישיות באותו מופרדים בהתבסס על התנהגותם לקטעים. לאחר מכן, התנהגותם כיוון rheotactic בתוך מנהרה שחייה עם קצב זרימה נמוכה ובתנאים שונים מגנטי הוא ציין.

הערכת השפעתה של האישיות על רגישות לשדות מגנטיים ב דג זברה

דגי זברה בוגרים, המסוגלים להחלמה תפקודית לאחר פגיעה בחוט השדרה, הם מערכת מודלים מובילה להבהרת מנגנונים מולדים של התחדשות עצבית. כאן, אנו מתארים סיבולת שחייה והתנהגות שחייה בדיקות כמו קריאות פונקציונליות של התחדשות חוט השדרה.

הערכה של סיבולת שחייה והתנהגות שחייה בדגי זברה בוגרים

פרוטוקול זה משתמש בהדמיה של יריעות אור כדי לחקור את תפקוד התכווצות הלב בזחלי דגי זברה ולקבל תובנות על מכניקת הלב באמצעות מעקב אחר תאים וניתוח אינטראקטיבי.

הדמיית גיליון אור 4D של התכווצות הלב של דגי זברה

משימות העדפה חברתית רב-תאיות הותאמו ממכרסמים לדגי זברה, מה שמקל על חקר התנהגות חברתית באורגניזמים מודליים. פרוטוקול זה מאשר משימת אקווריום פתוח בעלות נמוכה עם שלושה תאים באמצעות מצלמות רשת ותוכנות קוד פתוח למדידת העדפה חברתית לדגי זברה, מה שהופך אותה לנגישה למחקר ולהוראה לסטודנטים לתואר ראשון.

אלטרנטיבה זולה לבחינת העדפה חברתית בדגי זברה (Danio rerio) באמצעות משימת שחייה חופשית פתוחה בת 3 חדרים

למד מערכת מעקב תלת מימדית לדגי זברה המשתמשת באלגוריתמים מתקדמים לשחזור מסלולים ותיקון שבירת אור. שיטה זו מאפשרת ניתוח מדויק של התנהגות חברתית וחללית ב-Danio rerio.

שימוש במערכת מעקב תלת מימד אוטומטית לתיעוד פרטים ושל דגי זברה בוגרים

גלה סרטונים נוספים